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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Konditioniereinrichtung für eine selbstfahrende
Erntemaschine, insbesondere für
einen Feldhäcksler,
die zum Anschlagen oder Zerkleinern von in Erntegut, insbesondere
von Mais, enthaltenen Körnern
dient. Wenn das gehäckselte,
silierte Erntegut an Tiere verfüttert wird,
ist durch das Zerkleinern die Verwertbarkeit der in den Körnern enthaltenen
Nährstoffe
verbessert.
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Die
Tendenz zu immer größeren Maschinenbreiten
in der Landwirtschaft führt
dazu, dass die Konditioniereinrichtungen für Feldhäcksler für immer größere Erntegutdurchsätze ausgelegt
werden müssen.
Durch die Verwendung eines auseinanderklappbaren Erntegutaufnehmers
wie etwa eines Maisgebisses kann die Breite eines Feldhäckslers
im Feldeinsatz dessen Breite bei der Fahrt auf einem öffentlichen
Verkehrsweg um ein Vielfaches überschreiten. Proportional
zur Breite des Maisgebisses nimmt die Menge des Erntegutes, das
pro Zeiteinheit geschnitten und aufgenommen werden kann, zu. Die
Breite der Konditioniereinrichtung kann nicht in gleichem Maße gesteigert
werden, da sie durch die Karosseriebreite des Feldhäckslers
begrenzt ist und ein zu brei ter Feldhäcksler nicht mehr am öffentlichen
Straßenverkehr
teilnehmen dürfte.
Es ist daher erforderlich, den Durchsatz der Konditioniereinrichtung
bei gleich bleibender Breite zu steigern. In der Praxis hat sich
gezeigt, dass dies mit den gegenwärtigen Konzepten zu einer erheblichen
Beanspruchung der Konditionierwalzen, insbesondere ihrer Lager,
führt. Kurze
Standzeiten der Walzen bzw. der Lager sind die Folge.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Konditioniereinrichtung
für eine
Erntemaschine wie etwa einen Feldhäcksler zu schaffen, die trotz
eines hohen Erntegutdurchsatzes lange Standzeiten erreicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem bei einer Konditioniereinrichtung für eine Erntemaschine mit einer
ersten und einer zweiten Walze, die in einem Erntegutkanal angeordnet
und an ihren Enden in Lagern gehalten sind und einen von dem Erntegut durchlaufenen
ersten Spalt begrenzen, wenigstens die erste Walze zwischen ihren
Enden von wenigstens einem intermediären Lager unterstützt ist.
Zum einen entlastet das intermediäre Lager die endständigen Lager,
indem es einen Teil der auf das Erntegut auszuübenden Presskraft trägt. Da der
Verschleiß der
Lager schneller als linear mit den auftretenden Kräften wächst, ist
durch die Verteilung der Last auf die wenigstens drei Lager eine
erhebliche Verlängerung
der Lebenserwartung der Lager bei ansons ten gegenüber einer
herkömmlichen
Konditioniereinrichtung unveränderter
Bauweise zu erwarten.
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Zum
anderen ermöglicht
der durch das intermediäre
Lager verringerte Abstand zwischen benachbarten Lagern, die erste
Walze bei unveränderter
Biegefestigkeit wesentlich leichter zu bauen als eine endständig gelagerte
Walze, so dass sich aus der Gewichtsverminderung eine abermalige
Entlastung der Lager und dazu noch eine Kraftstoffersparnis beim
Antrieb der Walzen ergibt.
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Um
den Durchmesser des intermediären
Lagers gering zu halten, weist die erste Walze vorzugsweise einen
verengten Abschnitt auf, der durch das intermediäre Lager oder vorzugsweise
durch zwei intermediäre
Lager nebeneinander abgestützt
ist. Durch die Verwendung von zwei endständigen und zwei nebeneinanderliegenden
intermediären
Lagern ist eine gleichmäßige Lastverteilung
auf alle vier Lager erreichbar, so dass bei Verwendung des gleichen Lagertyps
für alle
vier Lager die größtmögliche Lebensdauerverlängerung
erreichbar ist.
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Vorzugsweise
ist wenigstens eine der Walzen nachgiebig gelagert, um eine Aufweitung
des Spalts zu ermöglichen,
wenn zum Beispiel ein im Erntegutstrom enthaltener Stein durchgelassen
werden muss.
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Wenn
beiderseits des verengten Abschnitts liegende Bereiche der ersten
Walze in Höhe
des verengten Abschnitts gegeneinander schwenkbeweglich sind, dann sind
vorzugsweise die Lager der ersten Walze nachgiebig. Durch die Schwenkbeweglichkeit
reduziert sich das Ausmaß,
in dem, wenn einer der Bereiche der ersten Walze einem Stein ausweichen
muss, der zweite Bereich der Ausweichbewegung folgen muss. Die für die Ausweichbewegung auszulenkende
Masse ist daher geringer, der Stein kann den Spalt leichter passieren,
und die Beanspruchung der Walzen durch den Stein ist vermindert.
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Um
ein Schwenken der zwei Bereiche der ersten Walze gegeneinander ohne
Materialermüdung
zu ermöglichen,
sind diese vorzugsweise in Höhe
des verengten Abschnitts durch ein wenigstens ein Gelenk verbunden.
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Besonders
bevorzugt ist, dass der verengte Abschnitt ein Wellenstück umfasst,
das mit beiden Bereichen der ersten Walze durch ein Gelenk verbunden
ist. Indem, wenn einer der Walzenabschnitte eine Ausweichbewegung
ausführt,
das Wellenstück schwenkt,
wird eine Übertragung
der Ausweichbewegung auf den anderen Walzenabschnitt vermieden.
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Ein
Lagerbock, der das intermediäre
Lager (oder die intermediären
Lager) der ersten Walze aufnimmt, stützt vorzugsweise auch die zweite
Walze, um an dieser dieselben Vorteile wie an der ersten Walze zu
erreichen.
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Um
zu verhindern, dass Erntegut sich vor dem Lagerbock ansammelt und
eine Verstopfung des Erntegutkanals bewirkt, ist dem Lagerbock vorzugsweise
im Erntegutkanal ein entgegen der Erntegutförderrichtung zugespitzter Keil
vorgelagert.
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Wenn
den Konditionierwalzen in an sich bekannter Weise eine Häckseltrommel
vorgelagert ist, reicht ein Grat des Keils vorzugsweise bis wenigstens
in unmittelbare Nähe
des Umfangs der Häckseltrommel,
so dass Erntegut, welches auf einem der Häckseltrommel zugewandten Grat
des Keils hängen bleibt,
durch deren Drehung sofort wieder abgestreift wird. Grundsätzlich ist
es hierfür
ausreichend, wenn der Grat bis auf wenige Zentimeter an den Umfang heranreicht,
da Erntegut, das sich auf dem Grat abzulagern beginnt, von der Häckseltrommel
sofort wieder abgestreift wird, sobald die Dicke der Ablagerung groß genug
ist, um von den Messern erfasst zu werden.
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Um
das Abstreifen zu erleichtern, ist der Grat des Keils zweckmäßigerweise
kreisbogenförmig,
wobei vorzugsweise der Mittelpunkt des Kreisbogens mit der Achse
der Häckseltrommel
zusammenfällt.
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Wenn
der Keil sich zwischen den Erntegutkanal oben und unten begrenzenden
Leitplatten erstreckt, ist es zum Erleichtern des Abstreifens von hängen bleibendem
Häckselgut
vorteilhaft, wenn ein oberes Ende des Grates über eine der Häckseltrommel
zugewandte Vorderseite der oberen Leitplatte zur Häckseltrommel
hin vorspringt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Konditioniereinrichtung
für einen Feldhäcksler mit
vorgelagerter Häckseltrommel;
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2 einen
schematischen Längsschnitt
der Konditioniereinrichtung aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Konditioniereinrichtung mit nachgeordnetem
Nachbeschleuniger gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung; und
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4 einen
schematischen Schnitt analog 1 gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
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Die 1 bis 3 zeigen
jeweils schematische Schnitte bzw. eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung
eines selbstfahrenden Feldhäckslers.
Die Konditioniereinrichtung umfasst in einem Gehäuse 1 eine untere und
eine obere Konditionierwalze 2 bzw. 3. Die Schnittebene
der 1, in 2 mit I-I bezeichnet, verläuft durch
einen Spalt 4 zwischen den Konditionierwalzen 2, 3,
so dass in 1 nur die untere Konditionierwalze 2 zu
sehen ist. Die Konditionier walzen 2, 3 sind jeweils
durch eine mittige Verjüngung
in linke und rechte Abschnitte 2L, 2R bzw. 3L, 3R gegliedert.
Die Abschnitte 2L, 2R, 3L, 3R sind
Hohlkörper mit
einer konturierten Mantelfläche
und zwei die Mantelfläche
auf einer Welle abstützenden,
Stirnwände der
Walzen 2, 3 bzw. Seitenwände der Verjüngung bildenden
Kreisscheiben. Weitere Kreisscheiben können im Innern der Konditionierwalzenabschnitte 2L, 2R, 3L, 3R axial
verteilt sein, um den Mantelflächen
die erforderliche Steifigkeit zu verleihen.
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Eine
Welle 5, die die Walze 2 trägt, erstreckt sich quer durch
das gesamte Gehäuse 1 und
ist durch Lager 6 in dessen Seitenwänden sowie durch zwei Lager 7 in
einem mittig zwischen den Seitenwänden angeordneten Lagerbock 8 gehalten.
Da die Lager 7 in dem Lagerbock 8 paarweise angeordnet sind,
ist jedes von ihnen genauso belastet wie die Lager 6 in
den Seitenwänden,
so dass ein gleiches Modell für
die Lager 6 und 7 verwendet werden kann.
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Die
Walze 2 ist über
ein Riemen- oder Kettenrad 9 drehangetrieben, das außerhalb
des Gehäuses 1 an
einem Ende der Welle 3 montiert ist.
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Die
obere Walze 3 hat denselben mittig verjüngten Aufbau wie die Walze 2,
wie insbesondere aus der perspektivischen Ansicht der 3 deutlich wird.
Auch sie ist durch Lager an den Enden ihrer Welle 10 sowie
in dem Lagerbock 8 aufgenommene, in mitti ge Verjüngung zwischen
den Abschnitten 3L, 3R der Walze 3 eingreifende
Lager unterstützt.
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Die
Wellen 5, 10 sind so drehangetrieben, dass die
oberen und unteren Konditionierwalzen 3 bzw. 2 mit
unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten rotieren. So wird dem
Spalt 4 zwischen den Walzen zugeführtes Erntegut beim Durchgang
durch den Spalt 4 zerrieben, und darin enthaltene Körner werden
zerkleinert.
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Das
dem Spalt 4 zugeführte
Erntegut rührt her
von einem Häckselwerk 11.
Das Häckselwerk 11 hat
ein in 2 nur unvollständig
gezeigtes, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse, in dem eine drehantreibbare
Häckseltrommel 13 mit
Messern 12 sowie eine fest stehende Gegenschneide 24 angeordnet
sind. Erntegut, das durch eine nicht dargestellte Aufnahmevorrichtung
wie etwa ein Maisgebiss geschnitten und dem Häckselwerk 11 zugeführt wird, wird
darin durch die Drehung der Häckseltrommel 13 zerkleinert
und in einen durch obere und untere Leitplatten 14, 15 sowie
die Seitenwände
des Gehäuses 1 begrenzten,
zu dem Spalt 4 führenden
Kanal 16 hinein geschleudert.
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Die
Häckseltrommel 13 kann
als ein im Wesentlichen geschlossener Zylinder ausgeführt sein, der
an seiner Mantelfläche
mit den Messern 12 besetzt ist. Im hier betrachteten Fall
umfasst die Häckseltrommel 13 mehrere
auf einer Welle montierte Kreisscheiben, die untereinander über die
an ihrem Rand befestigten lang gestreckten Messer 12 verbunden
sind. Die Messer haben, wie in 1 zu sehen,
V-förmig
verlaufende Schneidkanten, um bereits während des Häckselns das Erntegut zur Mitte
des Gehäuses 1 zu
treiben. Dies begünstigt
insbesondere dann eine gleichmäßige Verteilung
des Ernteguts über
die Breite des Spalts 4, wenn die Aufnahmevorrichtung in
dem Fachmann vertrauter Weise wesentlich breiter als das Häckselwerk 11 ist
und aus der deshalb unvermeidlichen Bündelung des Erntegutstroms
zwischen Aufnahmevorrichtung und Häckselwerk 11 eine
von der Mitte zu den Seiten hin zunehmende Dichte des Erntegutstroms
im Häckselwerk 11 resultiert.
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Der
Kanal 16 ist, wie in 1 gezeigt,
durch eine mittige Trennwand 17 in einen linken und einen rechten
Teilkanal 16L, 16R gegliedert, die jeweils zu den
linken bzw. rechten Abschnitten 2L, 3L bzw. 2R, 3R der
Konditionierwalzen 2, 3 führen. Zum Häckselwerk 11 hin läuft die
Trennwand 17 in einen Keil 18 aus. Ein der Häckseltrommel 13 zugewandter
scharfkantiger Grat 19 an der Spitze des Keils 18 hat
einen im wesentlichen kreisbogenförmigen, auf die Achse der Häckseltrommel 13 zentrierten
Verlauf, so dass, wie in 1 zu sehen, die Messer 12 der
Häckseltrommel 13 in
geringem Abstand vor dem Grat 19 entlang streichen. Von
der Häckseltrommel 13 auf den
Grat 19 geschleudertes und daran hängen gebliebenes Häckselgut
wird so durch die Drehung der Messer 12 im Gegenuhrzeigersinn
mitgenommen und an einer über
eine Vorderkante der oberen Leitplatte 14 zur Häckseltrommel 13 hin
vorspringenden Ecke 20 des Grats 19 abgestreift
und weiter gehäckselt.
Eine Verstopfung des Kanals 16 durch sich am Keil 18 verfangendes
Häckselgut
ist so ausgeschlossen.
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Einer
nicht gezeichneten Abwandlung zufolge können die einander zugewandten
Kreisscheiben der Konditionierwalzen 2R, 2L durch
ein die Welle 5 mittig verstärkendes Rohrstück verbunden
sein. Dies erlaubt es, die Dicke des Lagerbocks 8 zu reduzieren,
indem anstelle der in 1 gezeigten zwei Lager ein einzelnes
Lager 7 von größerem Durchmesser
vorgesehen wird.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung.
Das Häckselwerk
ist in dieser Ansicht weggelassen, so dass der Eingangsbereich des
Kanals 16 bzw. seiner Teilkanäle 16L, 16R und
die den Kanal 16 unterteilende, in den Keil 18 auslaufende
Trennwand 17 deutlich sichtbar sind. Auch die über die
obere Leitplatte 14 vorspringende Ecke 20, über die
auf dem Keil 18 hängen
gebliebenes Häckselgut
abgestreift werden kann, ist gut zu erkennen.
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Häckselgut,
das den Spalt 4 passiert hat, wird in einem Sammeltrichter 21 gebündelt und
einem Nachbeschleuniger 22 zugeführt. Der Nachbeschleuniger 22 dient
in an sich bekannter Weise dazu, das Erntegut so weit zu beschleunigen,
dass es einen hier nicht dargestellten Auswurfkrümmer passieren und über diesen
einen Sammelbehälter
in einem neben dem Feldhäcksler
herfahrenden Hilfsfahrzeug erreichen kann.
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4 zeigt
eine weiterentwickelte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konditioniereinrichtung
in einem zu 1 analogen Schnitt, wobei das – gegenüber 1 unveränderte – Häckselwerk weggelassen
ist.
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Die
Welle 5 ist in dieser Ausgestaltung in zwei Abschnitte 5L, 5R entsprechend
den Walzenabschnitten 2L, 2R unterteilt, die untereinander
durch zwei Kardangelenke 25 und einen innerhalb des Lagerbocks 8 angebrachten
Wellenabschnitt 5M verbunden sind. Wenn bei dieser Ausgestaltung
ein Stein den Spalt 4 zwischen den Walzenabschnitten 2L, 3L in
der Nähe
des Lagerbocks 8 passiert, so ist es im Wesentlichen das
Lager 7 des Abschnitts 2L, das nachgibt und eine
Ausweichbewegung des Walzenabschnitts 2L ermöglicht.
Die Auslenkung des Wellenabschnitts 5L in dessen Lager 7 führt zu einer Schrägstellung
des intermediären
Wellenabschnitts 5M; der Wellenabschnitt 5R wird
jedoch nicht mit verschoben. So ist die Masse, die für eine Ausweichbewegung
ausgelenkt werden muss, nur noch halb so groß wie bei einer Walze mit ungegliederter
Welle, und die Gefahr, dass durch einen durchlaufenden Stein der
Mantel der Walze beschädigt
wird, ist erheblich verringert.
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Die
in 5 in einer perspektivischen Ansicht gezeigte Konditioniereinrichtung
unterscheidet sich von der Ausgestaltung der 1 bis 3 in erster
Linie dadurch, dass die untere Walze 2 nicht unterteilt
ist, sondern sich durchgehend über
die gesamte Breite des (in 5 nicht
gezeigten) Gehäuses 1 und
durch eine Öffnung
des Lagerbocks 8 erstreckt, ohne von diesem unterstützt zu sein.
Lediglich die Walze 3 ist in zwei Abschnitte 3L, 3R unterteilt,
die unabhängig
voneinander nachgiebig in dem Lagerbock 8 sowie an den
Seitenwänden
des Gehäuses 1 gelagert
sind. Die Welle 5 der Walze 2 ist an den Seitenwänden des
Gehäuses 1 in
(nicht dargestellten) nicht nachgiebigen Lagern gehalten. Die feste
Lagerung der Walze 2 hat auf das Verhalten der Konditioniereinrichtung
keinen nennenswerten Einfluss, denn selbst bei nachgiebiger Lagerung
der Walze 2 wären
es im Wesentlichen die im Vergleich zu ihr kürzeren und leichteren Walzenabschnitte 3L, 3R,
die beim Durchgang eines Steins durch den Spalt 4 eine
Ausweichbewegung ausführen
würden.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Konditionierwalze
- 3
- Konditionierwalze
- 4
- Spalt
- 5
- Welle
- 6
- Lager
- 7
- Lager
- 8
- Lagerbock
- 9
- Kettenrad
- 10
- Welle
- 11
- Häckselwerk
- 12
- Messer
- 13
- Häckseltrommel
- 14
- Leitplatte
- 15
- Leitplatte
- 16
- Kanal
- 17
- Trennwand
- 18
- Keil
- 19
- Grat
- 20
- Ecke
- 21
- Sammeltrichter
- 22
- Nachbeschleuniger
- 23
- Förderrichtung
- 24
- Gegenschneide
- 25
- Kardangelenk